Тема . Классические неравенства

Неравенство КБШ для наборов, КБШ для дробей (неравенство Седракяна)

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела классические неравенства
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#74942

Докажите, что при любых положительных a ,a ,a,...,a
 1 2  3    n  выполнено неравенство

1  (a1+ a2+ ...+an)2    a1      a2         an
2 ⋅(a2+a2+-...+-a2n) ≤ a2+-a3 + a3+-a4-+...+a1-+a2
     1  2
Подсказки к задаче

Подсказка 1

«В лоб» применить КБШ здесь будет плохой идеей, так как не ясно, что потом делать с корнями. Поэтому воспользуемся приемом из предыдущей задачи, домножим и разделим каждую дробь на ее числитель.

Подсказка 2

Давайте запишем КБШ для дробей для суммы в правой части, уже после преобразования. Какое эквивалентное условию неравенство мы тогда сможем записать?

Подсказка 3

С помощью КБШ мы получили оценку снизу с таким же числителем, как у левой части неравенства из условия, тогда для доказательства изначального уравнения, нам нужно будет лишь сравнить знаменатели, а неравенство эквивалентное условию будет выглядеть следующим образом: 2(a₁² + a₂² + … + aₙ²) ≥ a₁a₂ + a₂a₃ + … aₙa₁ + aₙa₂;

Подсказка 4

Слева в полученном неравенстве мы имеем сумму квадратов n чисел, а справа какие-то пары произведений. Какое классическое неравенство помогает нам «превращать» сумму в произведение?

Подсказка 5

Конечно! Мы можем применить неравенство о средних для среднего арифметического и среднего геометрического, внимательно посмотрите, сколько раз встречается каждое из чисел a₁, a₂, a₃, …, aₙ в сумме произведений и исходят из этого определите, как мы можем применить неравенство о средних.

Показать доказательство

Домножим каждую дробь на её числитель и применим неравенство КБШ для дробей к правой части:

    (a1+a2+ ...+ an)2          a2         a2             a2
a1a2-+a1a3+...+ana1+-ana2-≤ a1a2+1a1a3 + a2a3+2a2a4 + ...+ ana1-n+ana2.

Покажем, что:

                2                     2
1⋅ ((a1+a2+-...+-an))-≤----(a1-+a2+-...+-an)-----⇔
2  a21+ a22+...+a2n    a1a2+ a1a3+...+ana1+ ana2

  2   2      2
2(a1+ a2+ ...+ an)≥ a1a2+a1a3+ ...+ ana1+ ana2.

Запишем неравенства о средних, чтобы доказать последнее неравенство:

a21+-a22-
  2   ≥ a1a2,

 2  2
a1+-a3-≥ a1a3,
  2

a21+-a2n−1-
   2    ≥ a1an−1,

a2+a2
-12-n-≥ a1an.

Если выписать такие неравенства для всех пар, для которых нужно(каждая переменная участвует в четырёх неравенствах) и просуммировать их, то получим требуемое.

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!